攀鋼高爐噴煤工藝的發(fā)展和優(yōu)化

攀 鋼 技 術(shù) 9 攀鋼高爐噴煤工藝的發(fā)展和優(yōu)化 官 勇 （攀鋼 釩 煉鐵廠） 摘 要： 介紹了攀 鋼高爐噴煤試驗、噴吹無煙煤、噴吹混合煤三個階段發(fā)展 歷程， 總結(jié)和分析了制粉、噴吹、輸粉三大 系統(tǒng)的 發(fā)展 優(yōu)化情況 ， 為 今后噴煤工藝 的 發(fā)展提供經(jīng)驗和 參考。 關(guān)鍵詞： 高爐 ；噴煤；工藝；優(yōu)化 0 引言 高爐噴煤是降低焦比、強化冶煉的重要技術(shù)措施，可替代 焦 炭 降低生鐵成本 ，并 可合理利用不適于煉焦的煤資源 。攀鋼高爐 是高鈦型 釩鈦磁鐵礦冶煉，其 噴煤技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個較長的探索過程，從 1967 年在首鋼進行的釩鈦磁鐵礦高爐噴煤試驗的失敗，到現(xiàn)在的瘦煤比 60%的混合煤噴吹 。伴隨著攀鋼釩鈦磁鐵礦高爐噴煤技術(shù)的發(fā)展， 高爐噴煤工藝也經(jīng)歷了一個發(fā)展和優(yōu)化的過程， 為今后噴煤工藝的改進和優(yōu)化提供經(jīng)驗， 筆者就 攀鋼噴煤工藝的發(fā)展和優(yōu)化 過程做一簡單介紹與分析。 1 攀鋼高爐 噴煤工藝 的 發(fā)展 噴煤試驗 (1985 1995 年 ) 1985 年攀鋼購買了首鋼一套舊的高爐煤粉噴吹系統(tǒng)，利用 熱電廠鍋爐煤粉制備（球磨機）系統(tǒng)，首先在 1#高爐（第二代爐役有效容積 1000 14個風(fēng)口）進行了噴煤工業(yè)試驗 ， 噴煤比為 10 30 kg/t， 通過試驗對冶煉釩鈦磁鐵礦高爐噴煤技術(shù)特點有了一定 認識。 1988 年利用這套設(shè)備仍在 1#高爐（有效容積1000 18 個風(fēng)口，無料鐘爐頂）做氧煤噴吹試驗，噴煤工藝得到進一步完善 ，進行了不同結(jié)構(gòu)氧煤槍的燃燒性能試驗， 積累了氧煤噴吹的 許 多經(jīng)驗，為攀鋼以后采用富氧大噴煤提供了支持。 新建 噴煤裝置 (1996 2008 年 ) 為 使 噴煤技術(shù) 在 攀鋼 高爐 推廣 應(yīng)用 ， 于 1996年建成了 新的 噴煤 裝置 ,以兩臺 中速磨為主體 ,年制粉能力可達到 32 萬 t,實現(xiàn)了全廠四座高爐 全部 噴煤 ，噴煤比曾一度達到 140 kg/t 水平 。 采用國內(nèi)先進的噴煤工藝 (2005 2008 年 ) 隨著高爐噴煤量的提高， 2005 年又擴建了一套E 型中速磨系統(tǒng)和新 3#高爐噴煤系統(tǒng)，煤粉制備能力達到每年 80 萬 t，其工藝設(shè)計是按照噴吹混合煤設(shè)計的 ，采用了 當(dāng)時國內(nèi)最 先進的 噴煤 工藝。 2 噴煤工藝的優(yōu)化 制粉系統(tǒng) (1)1996 年建成的兩套 中速磨，由于 磨煤機 工作溫度高、容易斷煤的原因， 經(jīng)常出現(xiàn)磨盤和噴嘴環(huán)卡死，磨盤襯板松動、磨盤多次開裂的問題。采取將噴嘴環(huán)和磨盤連成整體，解決了 噴嘴環(huán)卡死 問題。 原煤含水高是造成磨機斷煤的主要原因， 故 自制 了 原煤倉自動流化控制裝置，減少了斷煤 頻次。由于噴吹煤粉量不斷提高，將原來收粉器和煤粉倉之間的溜粉管改為螺旋輸送機，留出的空間擴建了 4 個煤粉倉。干燥氣 由 煙氣爐提供，煙氣爐為臥式筒狀爐并聯(lián)使用。 1998 年應(yīng)用煙氣自循環(huán)系統(tǒng)，將排粉風(fēng)機出口的煙氣接入煙氣爐混合室，循環(huán)利用煙氣，降低制粉系統(tǒng)的氣氛含氧率。收粉系統(tǒng) 分 為旋風(fēng) 收粉器 和布袋 收粉器 兩級 ，其中布袋 收粉器 為反吹風(fēng)式 收粉， 全系統(tǒng) 為 負壓。針對制粉間布袋收粉器經(jīng)常堵粉和漏粉，采 用型鋼加固布袋室，將排粉閥改成兩極鎖氣器，把螺旋式輸粉機改為鏈式刮板輸粉機，把排風(fēng)閥與反吹閥配合控制改成過濾、反吹、沉降三態(tài)控制 。 1996 年初建的儲煤場儲煤量 8 000 t，隨著噴煤量 增加， 2000 年又新建一個儲煤量 12 000 t 的 儲煤場。 (2)2005 年 新 建 了 一套 磨 煤 機 ，型號為 機機殼內(nèi) 五個金屬球與上、下盤壓 10 2010 年第 33 卷第 4 期 合，無潤滑部件 ，不需要 密封風(fēng) 設(shè)施 ，設(shè) 備維護量小 ，抗振動 性強 。 缺點是磨機工作時機殼振動比輥式磨大 。 收粉系統(tǒng)改為一級高濃度布袋 脈沖式收粉 ， 收粉效率高，布袋收粉器 體積大幅減小，布袋更換簡便。收集的煤粉直接進入煤粉倉，不再使用鏈式刮板輸粉機和螺旋輸送機。煙氣爐仍為臥式筒狀爐，單獨使用。 輸粉系統(tǒng) 優(yōu) 化了 輸粉噴吹管道 ，使制粉間新系統(tǒng)既可直接噴吹又可輸粉，與老系統(tǒng)的輸粉系統(tǒng)一起可以向三座噴煤塔任意輸粉，輸粉系統(tǒng)可以向直接噴吹系統(tǒng) 煤粉倉返粉， 以應(yīng)對磨 煤 機故障檢修和均衡全廠高爐 煤粉存 量。 由于制粉間與 4#、新 3#噴煤塔 距離 (距 4#高爐450 m、 距 新 3#高爐 1500 m)比較遠 ，輸粉管道容易堵塞，針對該情況，增設(shè)了一條備用輸粉管道，既可 向 4#噴煤塔輸粉又可 向 新 3#噴煤塔輸粉。 噴吹系統(tǒng) 攀鋼釩高爐 噴吹系統(tǒng)分為直接噴吹和間接噴吹兩種， 當(dāng)噴吹距離小于 350 m 時，可 由制粉間 通過單管路將煤粉輸送到 高爐 再 經(jīng) 分 配器到各風(fēng)口的直接噴吹法， 1#高爐和 2#高爐采用此噴吹方式；當(dāng)噴吹距離大于 350 m 時，先將煤粉輸送到高爐附近的噴煤塔，再由噴煤塔向高爐噴吹 的間接噴吹方式 ， 3#高爐、 4#高爐、新 3#高爐 采用此噴吹方式 。直接噴吹采用并罐噴吹，間接噴吹采用雙系列串罐噴吹。 (1)噴吹管路 。 1998 年以前， 攀鋼高爐 間接噴吹工藝采用多管路噴吹，即噴煤罐有多個出煤口，一個出煤口對應(yīng)高爐的一個風(fēng)口。 之 后隨著噴煤分配器的推廣應(yīng)用，將噴吹工藝改為 “單管路 +分配器 +各風(fēng)口噴槍 ”的方式，同時罐體結(jié)構(gòu)也進行相應(yīng)改造。又因為噴煤分配器到 各風(fēng)口噴吹管路距離不相等，通過增設(shè)環(huán)管平衡各噴煤支管阻損 ，達到均勻噴吹的效果 。 (2)混合器 。 1999 年以前，不管是多管路 噴煤還是單管路噴煤，混合器均采用抽吸式倉式泵，噴煤能力大，但氣、 固相混合不均勻，難以控制。噴煤管改單管路后，將混合器改為下進料可調(diào)式混合器?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)混合器進料口開度調(diào)節(jié)噴煤量，煤流均勻性好，易于控制。目前已形成以混合器開度調(diào)節(jié)為主，噴吹罐壓力和噴吹氣量調(diào)節(jié)為輔的噴吹控制手段， 煤粉質(zhì)量合格率長期穩(wěn)定在 95%以上， 小時噴煤 量 誤差不超過 200 (3)噴煤槍 。 噴煤槍 是高爐噴煤過程 的易 損件，它的長壽化問題 一直受到普遍 關(guān)注。 攀鋼高爐實行噴煤后， 試 驗過多種噴煤槍， 槍型大小有 16 25 32 料 有 125管壁厚有 2、 3 噴槍端口位置有距風(fēng)管端面 150 管端面和出風(fēng)管端面 50 100 槍與圍管的連接有橡膠管、金屬軟連接、 金屬硬連接 等。攀鋼釩高爐 噴煤槍與風(fēng)管的夾角 11，采用 253 的 25管，伸出位置距 出風(fēng)管端面 100 于與風(fēng)管中心線 11夾角，槍管不能保持直線，過 去用的金屬管由人工根據(jù)煤流情況煨槍管角度，避免煤流對風(fēng)口銅套的沖刷，但是這個槍管角度又成為煤流沖刷點，容易損壞，并造成風(fēng)管和風(fēng)口接口位置的損壞?，F(xiàn)在采用 25合陶瓷焊接槍管，角度由廠家生產(chǎn)時固定，安裝時不再煨管，這一方法較好地解決了槍管磨損問題，噴煤槍壽命達到 50 天以上。 (4)閥門 。 噴煤系統(tǒng)進煤閥門過去一般采用鐘閥（ 300 以上），后來一段時間曾將鐘閥改為球閥，仍然存在故障率高，易泄露的問題。近幾年逐漸采用新型偏置板閥，密封圈不易磨損，流通面積大，取得了 良 好效果。 供氣系統(tǒng) 1996 年噴煤系統(tǒng)投產(chǎn)初期，出現(xiàn)了輸粉和噴吹管道堵塞 頻繁的問題， 其主要原因是 煤粉潮濕 造成堵粉，所以采取用蒸汽加熱輸粉、流化、噴吹壓縮空氣、增加壓縮空氣除水設(shè)施等措施， 使堵管現(xiàn)象大大降低。 安全技術(shù) 攀鋼高爐噴煤工藝是 按照噴吹無煙煤進行設(shè)計的，其安全技術(shù)也是按照噴吹無煙煤設(shè)計的， 后來 隨著無煙煤資源緊缺和提高煤粉燃燒率的需要，提出噴吹 混合煤 ，所以 需要 采取要求更高的 防火防爆安全 措施 。在磨 煤 機入口、布袋箱體出口、煤粉倉等部位增設(shè)氣體分析儀，在線監(jiān)測系統(tǒng)的一氧化碳和氧氣濃度變化；在布袋箱體、煤粉倉、倉式泵、噴吹 罐等處增設(shè)測溫點監(jiān)控系統(tǒng)的溫度變化；布袋材質(zhì)全部采用具有防靜電性能針刺呢；主要電器設(shè)備和儀表及法蘭等增設(shè)了靜電導(dǎo)通和接地裝置；主攀 鋼 技 術(shù) 11 要電器設(shè)備和儀表及管路閥門等均改為防爆型的；在噴吹管路上增設(shè)快速切斷閥。 3 結(jié)論 1)攀鋼高爐噴煤工藝 經(jīng)過 不斷改造和優(yōu)化，其工藝技術(shù)水平逐漸提高。從 1985 年噴煤比 10 30 kg/t 到現(xiàn)在噴煤比一度達到 140 kg/t 水平 ； 1998 年8 月開始噴吹混合煤，瘦煤比為 25%，到現(xiàn)在瘦煤比為 60%。煤粉質(zhì)量合格率長期穩(wěn)定在 95%以上，小時噴吹速率波動小于 200 2)E 型中速磨 具有比輥式磨機結(jié)構(gòu)簡單，更小的維護量和消耗量，抗振動性好，值得推廣。一級脈沖式布袋收粉，煤粉直接進入煤粉倉，收粉效率高，易維護。可調(diào)式混合器、不銹鋼復(fù)合陶瓷噴煤槍、偏置式板閥是適應(yīng) 攀鋼高爐 噴煤工藝的設(shè)備。對不同的 輸粉系統(tǒng) 管路 進行有機 串并聯(lián)，可以解決磨 煤 機、管路等一些設(shè)備故障 情況下 的 高爐保產(chǎn) 。 編輯 余文華 收稿日期： 2010 （上接第 8 頁） 2 a 1990（ 5）： 2443 王念春 . 連鑄中間包等離子體加熱裝置控制系統(tǒng) J2